JP6189524B2 - 永久磁石とそれを用いたモータおよび発電機 - Google Patents
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Description
組成式:R(FepMqCurCtCo1−p−q−r−t)z
(式中、Rは希土類元素からなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、MはTi、Zr、およびHfからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、pは0.29≦p≦0.45を満足する数(原子比)、qは0.01≦q≦0.05を満足する数(原子比)、rは0.01≦r≦0.1を満足する数(原子比)、tは0.002≦t≦0.03を満足する数(原子比)、zは6≦z≦9を満足する数(原子比)である)
で表される組成と、Th2Zn17型結晶相を含む主相、および30原子%以上のM元素濃度を有するM元素の副相とを備える金属組織とを具備する。M元素の副相は金属組織中に析出しており、副相の析出面積に対する周囲長の比が1以上10以下の範囲である。
組成式:R(FepMqCurCtCo1−p−q−r−t)z …(1)
(式中、Rは希土類元素からなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、MはTi、ZrおよびHfからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、pは0.27≦p≦0.45を満足する数(原子比)、qは0.01≦q≦0.05を満足する数(原子比)、rは0.01≦r≦0.1を満足する数(原子比)、tは0.002≦t≦0.03を満足する数(原子比)、zは6≦z≦9を満足する数(原子比)である)
で表される組成と、Th2Zn17型結晶相を含む主相、および30原子%以上のM元素濃度を有するM元素の副相を備える金属組織とを具備する。
各原料を「Sm(Fe0.31Zr0.15Cu0.05Cobal.C0.01)7.5」の組成となるように秤量した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴット1を作製した。同様にして、「Sm(Fe0.31Zr0.027Cu0.05Cobal.C0.01)7.5」の組成を有する合金インゴット2を作製した。各合金インゴットを粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕することによって、それぞれ平均粒子径が4μmの合金粉末1および合金粉末2を調製した。これら合金粉末1と合金粉末2とを表1に示す組成となるように秤量し、さらに回転撹拌機に入れて混合した。得られた混合粉末を1.5Tの磁界中にて2tのプレス圧でプレス成型して圧粉体を作製した。
各原料を表1に示す組成となるように秤量した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットを粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕することによって、平均粒子径が4μmの合金粉末を調製した。合金粉末を1.5Tの磁界中にて2tのプレス圧でプレス成型して圧粉体を作製した。次に、圧粉体を焼成炉のチャンバ内に配置し、Arガス雰囲気中にて20℃/分の昇温速度で1200℃まで昇温し、その温度で5時間保持して焼結を行い、引き続いて1170℃で20時間保持して溶体化処理を行った。溶体化処理後の焼結体をArガス雰囲気中にて830℃で20時間保持した後、−0.7℃/分の冷却速度で300℃まで徐冷し、さらに室温まで炉冷することによって、目的とする焼結磁石を得た。得られた焼結磁石を後述する特性評価に供した。
表1に示す組成を適用する以外は、実施例2と同様にして焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石を後述する特性評価に供した。
各原料を表1に示す組成となるように秤量した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットをArガス雰囲気中にて1170℃で1時間熱処理した後に粗粉砕し、さらにボールミルで微粉砕することによって、平均粒子径が3μmの合金粉末を調製した。合金粉末を1.5Tの磁界中にて1tのプレス圧でプレス成型して圧粉体を作製した。次に、圧粉体を焼成炉のチャンバ内に配置し、Arガス雰囲気中にて13℃/分の昇温速度で1190℃まで昇温し、その温度で3時間保持して焼結を行い、引き続いて1150℃で15時間保持して溶体化処理を行った。溶体化処理後の焼結体をArガス雰囲気中にて800℃で30時間保持した後、−1.0℃/分の冷却速度で300℃まで徐冷し、さらに室温まで炉冷することによって、目的とする焼結磁石を得た。得られた焼結磁石を後述する特性評価に供した。
各原料を「(Sm0.8Nd0.2)(Fe0.32Zr0.014Cu0.05Cobal.C0.015)7.5」の組成となるように秤量した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴット1を作製した。同様にして、「(Sm0.8Nd0.2)(Fe0.32Zr0.025Cu0.05Cobal.C0.015)7.5」の組成を有する合金インゴット2を作製した。各合金インゴットをArガス雰囲気中にて1170℃で1時間熱処理した後に粗粉砕し、さらにボールミルで微粉砕することによって、それぞれ平均粒子径が3μmの合金粉末1および合金粉末2を調製した。これら合金粉末1と合金粉末2とを表1に示す組成となるように秤量し、さらに回転撹拌機に入れて混合した。得られた混合粉末を1.5Tの磁界中にて1tのプレス圧でプレス成型して圧粉体を作製した。
各原料を「Sm(Fe0.32(Zr0.9Ti0.1)0.015Cu0.06Cobal.C0.02)7.3」の組成となるように秤量した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴット1を作製した。合金インゴット1を石英製のノズルに装填し、高周波誘導加熱で溶融した後、溶湯を周速0.6m/秒で回転する冷却ロールに傾注し、連続的に凝固させて合金薄帯を作製した。合金薄帯を粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕することにより平均粒子径が4μmの合金粉末1を調製した。同様にして、「Sm(Fe0.32(Zr0.9Ti0.1)0.022Cu0.06Cobal.C0.02)7.3」の組成を有し、平均粒子径が4μmの合金粉末2を調製した。これら合金粉末1と合金粉末2とを表1に示す組成となるように秤量し、さらに回転撹拌機に入れて混合した。得られた混合粉末を1.5Tの磁界中にて1tのプレス圧でプレス成型して圧粉体を作製した。
各原料を表1に示す組成となるように秤量した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴット1を石英製のノズルに装填し、高周波誘導加熱で溶融した後、溶湯を周速0.6m/秒で回転する冷却ロールに傾注し、連続的に凝固させて合金薄帯を作製した。合金薄帯を粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕することにより平均粒子径が4μmの合金粉末を調製した。得られた合金粉末を1.5Tの磁界中にて1tのプレス圧でプレス成型して圧粉体を作製した。
実施例1の磁石と同一組成となるように各原料を秤量した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットを粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕することによって、平均粒子径が4μmの合金粉末を調製した。このような単一合金粉末を用いて、実施例1と同様にして圧粉体を作製した。次に、圧粉体を焼成炉のチャンバ内に配置し、Arガス雰囲気中にて1℃/分の昇温速度で1200℃まで昇温し、その温度で1時間保持して焼結を行い、引き続いて1170℃で0.5時間保持して溶体化処理を行った。溶体化処理後の焼結体をArガス雰囲気中にて830℃で20時間保持した後、−0.7℃/分の冷却速度で300℃まで徐冷し、さらに室温まで炉冷することで、目的とする焼結磁石を得た。得られた焼結磁石を後述する特性評価に供した。
実施例2の同一組成の合金粉末を用いて、実施例2と同様にして圧粉体を作製した。次に、圧粉体を焼成炉のチャンバ内に配置し、Arガス雰囲気中にて1℃/分で1200℃まで昇温し、その温度で15時間保持して焼結を行い、引き続いて1170℃で5時間保持して溶体化処理を行った。溶体化処理後の焼結体をArガス雰囲気中にて830℃で20時間保持した後、−0.7℃/分の冷却速度で300℃まで徐冷し、さらに室温まで炉冷することによって、目的とする焼結磁石を得た。得られた焼結磁石を後述する特性評価に供した。
表1に示す組成を適用する以外は、実施例2と同様にして焼結磁石を作製した。比較例3の焼結磁石は、炭素含有量が実施例に比べて多いものである。
Claims (11)
- 組成式:R(FepMqCurCtCo1−p−q−r−t)z
(式中、Rは希土類元素からなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、MはTi、Zr、およびHfからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、pは0.29≦p≦0.45を満足する数(原子比)、qは0.01≦q≦0.05を満足する数(原子比)、rは0.01≦r≦0.1を満足する数(原子比)、tは0.002≦t≦0.03を満足する数(原子比)、zは6≦z≦9を満足する数(原子比)である)
で表される組成と、
Th2Zn17型結晶相を含む主相と、30原子%以上のM元素濃度を有するM元素の副相とを備える金属組織とを具備し、
前記副相は、前記金属組織中に析出しており、前記副相の析出面積に対する周囲長の比が1以上10以下の範囲である、永久磁石。 - 前記副相は、前記M元素の炭化物を含む、請求項1に記載の永久磁石。
- 前記副相の単位面積(50μm×50μm)あたりの析出数が2個以上である、請求項1または請求項2に記載の永久磁石。
- 前記組成と前記金属組織とを備える焼結体を具備し、
前記副相は、前記焼結体を構成する結晶粒および結晶粒界の少なくとも一方に析出している、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の永久磁石。 - 前記主相は、前記Th2Zn17型結晶相を有するセル相と、前記セル相を取り囲むように存在するセル壁相と、プレートレット相とを備える、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の永久磁石。
- 前記組成式における前記M元素の50原子%以上がZrである、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の永久磁石。
- 前記組成式における前記R元素の50原子%以上がSmである、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の永久磁石。
- 前記組成式におけるCoの20原子%以下が、Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、およびWからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素Aで置換されている、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の永久磁石。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の永久磁石を具備するモータ。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の永久磁石を具備する発電機。
- 請求項9に記載のモータまたは請求項10に記載の発電機を具備する車。
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